作为抗生素增强剂的arg-biodynamers通过与格拉姆阴性外膜脂多聚糖化合物相互作用
Mohamed A M Kamal1, Justine Bassil1, Brigitta Loretz2
1Helmholtz Institute for Pharmaceutical Research Saarland (HIPS), Helmholtz Centre for Infection Research (HZI), Saarland University, 66123 Saarbrücken, Germany; Saarland University, Department of Pharmacy, 66123 Saarbrücken, Germany.
新型基于的生物动力学体显示了对格兰负细菌膜的增强向,改善了抗生素的输送和克服耐药性. 这些可生物降解的聚合物降低了毒性,同时增强了对抗菌性细菌的抗菌活性.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 抗菌药物药物交付 抗菌药物药物交付
- 细菌生理学 细菌生理学
背景情况:
- 抗微生物药物耐药性是一个日益增长的全球健康威胁,特别是针对由于其不透的脂多糖 (LPS) 外膜的格拉姆阴性细菌.
- 传统的抗生素难以穿越这个障碍,限制了治疗的有效性.
- 生物动力学分子是一种新型的生物反应性聚合物,为药物输送和抗菌战略提供了潜在的解决方案.
研究的目的:
- 调查两种基于的生物动力学剂在增强抗微生物药物递送的潜力,跨越格兰氏阴性细菌包裹.
- 为了评估生物动力学体的膜亲和力,LPS准能力,以及细菌微环境中的二次结构变化.
- 评估本质抗菌活性,哺乳动物细胞毒性和生物动力学分子的抗生素增强效应.
主要方法:
- 基于的生物动力学分子的合成和表征.
- 使用各种技术对膜亲和力和LPS向的实验性评估.
- 在对LPS微环境的反应中,生物动力体的二次结构变化的分析.
- 对本质抗菌活性和对哺乳动物细胞的细胞毒性进行评估.
- 生物动力学物质作为抗生素增强剂对抗阴性细菌 (大肠杆菌, Pseudomonas aeruginosa) 的评估.
主要成果:
- 与哺乳动物膜相比,arg-biodynamers对细菌膜的亲和力更高,对LPS的向性更强.
- 在LPS微环境中观察到,与典型的α-螺旋结构不同,LPS微环境中观察到一种占主导地位的β-板结构的构造变化.
- 与聚-L-氨酸相比,生物动态分子对哺乳动物细胞的毒性显著降低 (>128倍),具有类似的内在抗菌活性.
- 作为抗生素增强剂,Arg-生物动力学剂在与胆固醇结合时,可以提高对大肠杆菌的最小抑制度 (MIC) 的32倍.
结论:
- 基于的生物动力学体显示出有望的潜力,可以在阴性细菌包裹中进行有针对性的输送.
- 它们独特的结构适应性和降低的毒性使它们成为现有抗生素的合适辅助剂.
- 生物动力学体代表了一种可行的策略,通过增强抗生素有效性来对抗具有挑战性的格拉姆阴性病原体来对抗抗生素耐药性.
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